Спеціальні електромеханотронні перетворювачі
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 6.141.06.E.104
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: доцент Біляковський Ігор Євгенович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальні компетентності:
• Здатність спілкуватися іноземною мовою.
• Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.
• Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми.
• Здатність працювати в команді.
• Здатність працювати автономно.
• Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократично-го) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.
фахові компетентності:
• Здатність вирішувати практичні задачі із застосуванням систем автоматизованого проектування і розрахунків (САПР).
• Здатність вирішувати практичні задачі із залученням методів математики, фізики та електротехніки.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних систем та мереж, електричної частини станцій і підстанцій та техніки високих напруг.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами метрології, електричних вимірювань, роботою пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики.
• Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами виробництва, передачі та роз-поділення електричної енергії.
• Здатність розробляти проекти електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування із дотриманням вимог законодавства, стандартів і технічного завдання.
• Здатність виконувати професійні обов’язки із дотриманням вимог правил техніки безпеки, охорони праці, виробничої санітарії та охорони навколишнього середовища.
• Усвідомлення необхідності підвищення ефективності електроенергетичного, електротехнічного та електромеханічного устаткування.
• Усвідомлення необхідності постійно розширювати власні знання про нові технології в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці.
• Здатність оперативно вживати ефективні заходи в умовах надзвичайних (аварійних) ситуацій в електроенергетичних та електромеханічних системах.
Фахові компетентності професійного спрямування
• уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання;
• уміння аргументувати вибір методів розв’язування спеціалізованих задач, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення;
• уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
Результати навчання: • Знати і розуміти теоретичні основи метрології та електричних вимірювань, принципи роботи пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики, мати навички здійснення відповідних вимірювань і використання зазначених пристроїв для вирішення професійних завдань.
• Знати принципи роботи електричних машин, апаратів та автоматизованих електроприводів та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.
• уміння ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу електромехатронних пристроїв і перетворювачів шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання.
• уміння проектувати електромехатронні пристрої і перетворювачі з урахуванням усіх аспектів поставленої задачі, включаючи створення, налагодження, експлуатацію, технічне обслуговування та утилізацію.
• уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, зумовлені проблемами сталого розвитку, впливом на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності.
• Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Теоретичні основи електротехніки;
• Електричні машини;
• Промислова електроніка і перетворювальна техніка;
• Електромеханотронні перетворювачі систем автоматики.
Короткий зміст навчальної програми: В навчальній дисципліні розглянуті спеціальні електромеханотронні перетворювачі (СЕМТП) та аналіз їх складових - СЕМП на основі поєднання і узагальнення знань з основ мехатроніки, теоретичної механіки, електротехні-ки і класичного курсу електричних машин. Показані методи математичного опису як окремо взятих електромеханічних перетворювачів так і в складі СЕМТПТ, та способи визначення найважливіших характеристик основних типів СЕМП, у закономірному зв’язку з структурою і конструкцією спеціаль-них електромеханотронних перетворювачів.
Опис: 1. Електронні та електромеханічні компоненти спеціальних електромеханотронних перетворювачів.
1.1. Складові СЕМТП, електронна і електромеханічна, та їх призначення. Механічні та електричні інтерфейси, сенсори та давачі.
1.2. Огляд систем регулювання та стабілізації швидкості обертання СЕМП. Імпульсні регулятори. Класифікація, характеристики.
1.3. Електронний захист від перевантажень та струмо-обмеження. Приклади застосування.
1.4. Системи стабілізації параметрів живлення СЕМПТ. Драйвери, електронні комутатори.
1.5. Електронні перетворювачі AT-DC, DC-DC, DС-АТ.
Приклади застосування.
2. Електромеханічні компоненти спеціальних ЕМТП та їх моделі.
2.1. Відмінності мехатронного і традиційного підходів до проектування і виготовлення модулів ЕМТП. Суть мехатронного підходу до проектування СЕМП.
2.2. Недоліки класичної те¬орії ЕМП (електричних машин - ЕМ); багатотипність електро¬меха¬нічних перетворювачів енергії (ЕПМ) та їх класифікація; необхідність узагальнених методів аналізу ЕПМ; їх суть.
2.3. Енергетичні функції, їх похідні та рівняння стану.
2.4. Фізична модель узагальненого ЕМП обертового типу. Узагальнена фізична модель, її ідеалізація.
2.5. МРС та магнітне поле УЕМ.
3. Рівняння стану неявно¬полюсної ЕУЕМ в координат¬ній системі ротора.
3.1. Рівняння неявнопо¬люсної ЕМ у фазних координатах статора і ротора.
3.2. Рівняння УЕМ в єдиній координатній системі статора.
3.3. Рівняння УЕМ в єдиних координатах ротора.
3.4. Рівняння явнополюсної УЕМ у фазних координатах статора і ротора.
4. Рівняння стану явнопо¬люсної ЕУЕМ.
4.1. Рівняння стану явнополю¬сної ЕУЕМ з змішаних фазних координатах статора-ротора, матриця індуктивностей. Лінійні перетворення в УЕМ.
4.2. Дійсні dq-перетворення явнопо¬люс¬ної УЕМ.
4.3. Характерні приклади використання дійсних d , q - перетворень.
4.4. Дійсні х, у-перетворення узагальненої ЕМ.
5. Комплексні перетворення в теорії ЕМ.
5.1. Комплексні перетворення N-m фазної ЕУЕМ методом симетричних складових для миттєвих значень.
5.2. Роль окремих симетричних ск¬ладових в електромеха¬ніч-ному перетворенні енергії.
Методи та критерії оцінювання: • захист РГР, усне опитування (10%);
• практичні заняття - усне опитування (20%);
• підсумковий контроль (70 %, іспит): письмово-усна форма (70%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Методика розподілу та нарахування балів здобувачам вищої освіти регламентована Положенням про організацію та проведення поточного і семестрового контролю результатів навчання студентів Національного університету «Львівська політехніка».
Критерії виставляння балів та оцінок відображають фактичну кількість балів (екзаменаційна оцінка ПК+ЕК або Залікова оцінка), які отримані здобувачем освіти, переводиться в державну оцінку за встановленими критеріями, які показують результати навчання, здобуті уміння тощо.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Андрейко І. І., Біляковський І. Є., Денис Б. Д. Електричні мікромашини: У 2 т. — Т. 1: Електричні мікромашини постійного струму та мікротрансформатори. Навч. Посібник.-Львів, НУ «ЛП», 2007.
2. Брускин Д.Е., Зорохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины и микромашины. М.:”Высшая школа”, 1990.
3. Штелтинг Г., Байссе А. Электрические микромашины.: Пер. с нем. - М.: Энергоатомиздат. 1991 - 229 с.
4. Столов Л.И., Афанасьев А.Ю. Моментные двигатели постоянного тока. - М.: Энергоатомиздат. 1989 - 224 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).